เครดิตรูปภาพ: NSF
นักดาราศาสตร์จากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและคาลเทคได้สร้างภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดที่เคยทำจากแสงที่เก่าแก่ที่สุดที่เปล่งออกมาโดยจักรวาล ทีมใช้ Cosmic Background Imager ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับไมโครเวฟที่มีความละเอียดอ่อนในทะเลทรายชิลีเพื่อรวบรวมแสงที่เดินทางไปถึง 14 พันล้านปีเพื่อไปยังโลก มันแสดงให้เราเห็นจักรวาลเมื่ออายุเพียง 300,000 ปีเช่นเดียวกับที่เมล็ดของสสารเริ่มก่อตัวขึ้นในที่สุดก็กลายเป็นกาแลคซี, ดาว, ดาวเคราะห์และเรา
นักดาราศาสตร์ที่ทำงานจากที่ราบสูงที่ห่างไกลในทะเลทรายชิลีได้สร้างภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยทำมาจากแสงที่เก่าแก่ที่สุดที่เปล่งออกมาโดยเอกภพซึ่งเป็นการยืนยันทฤษฎีการโต้เถียงเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสสารและพลังงาน
Cosmic Background Imager (CBI) ได้รับทุนสนับสนุนจาก National Science Foundation (NSF) และ California Institute of Technology (Caltech) ซึ่งได้ผลักดันขีด จำกัด ของเทคโนโลยีที่มีอยู่ได้ตรวจพบการแปรผันของพื้นหลังไมโครเวฟไมโครเวฟที่เดินทางมายังโลกเกือบ 14 นาที พันล้านปี แผนที่ความผันผวนแสดงให้เห็นเมล็ดพืชแห่งสสารและพลังงานเบื้องต้นที่จะพัฒนาเป็นกระจุกกาแลคซีหลายร้อยแห่งในภายหลัง
การตรวจวัดนี้ยังให้หลักฐานที่เป็นอิสระสำหรับทฤษฎีเงินเฟ้อที่ถกเถียงกันมานานซึ่งระบุว่าเอกภพนั้นมีการขยายตัวอย่างรุนแรงในช่วงเวลาไมโครวินาทีแรก หลังจากนั้นประมาณ 300,000 ปีมันก็เย็นพอที่จะทำให้เมล็ดของสสารกลายเป็น "โปร่งใส" ทำให้แสงผ่านได้ CBI สำรวจเศษของรังสีในช่วงต้นนั้น ข้อมูลยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแรงผลักดันที่เรียกว่า“ พลังงานมืด” ซึ่งดูเหมือนจะท้าทายแรงโน้มถ่วงและบังคับให้จักรวาลเร่งความเร็วในระดับที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ
“ นี่เป็นการวิจัยขั้นพื้นฐานที่ดีที่สุดและน่าตื่นเต้นที่สุด” ริต้าคอลเวลล์ผู้อำนวยการ NSF กล่าว “ ภาพใหม่ของเอกภพยุคแรก ๆ ได้ปรับปรุงแบบจำลองของเราว่ามันเริ่มต้นอย่างไร เช่นเดียวกับที่จักรวาลเติบโตและแพร่กระจายความรู้ของมนุษยชาติเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเราเองก็ยังคงขยายตัวต่อไปต้องขอบคุณความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคและการคงอยู่ของผู้ป่วยของนักวิทยาศาสตร์เช่นนี้”
“ เราได้เห็นเป็นครั้งแรกที่เมล็ดพันธุ์ที่ก่อให้เกิดกลุ่มกาแลคซีดังนั้นจึงสร้างทฤษฎีการก่อตัวกาแลคซีบนฐานสังเกตการณ์ที่มั่นคง” แอนโทนี่รีดเฮดหัวหน้าทีมของคาลเทคกล่าว “ การสำรวจความละเอียดสูงที่ไม่เหมือนใครเหล่านี้มอบชุดการทดสอบที่สำคัญใหม่ของจักรวาลวิทยาและให้หลักฐานใหม่และเป็นอิสระว่าจักรวาลแบนและถูกครอบงำโดยสสารมืดและพลังงานมืด”
Readhead ร่วมกับ Steve Padin และ Timothy Pearson ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานของ Caltech และคนอื่น ๆ จากแคนาดาชิลีและสหรัฐอเมริกาสร้างการวัดที่ดีที่สุดจนถึงปัจจุบันของพื้นหลังไมโครเวฟในอวกาศ พื้นหลังไมโครเวฟ Cosmic (CMB) เป็นบันทึกของโฟตอนแรกที่หนีออกมาจากความเย็นอย่างรวดเร็วรวมตัวกันประมาณ 300,000 ปีหลังจากการระเบิดของจักรวาลที่รู้จักกันในชื่อบิ๊กแบงที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าจะให้กำเนิดจักรวาล
ข้อมูลจาก CBI เรื่องการกระจายอุณหภูมิใน CMB รองรับการดัดแปลงทฤษฎีบิ๊กแบง การดัดแปลงนั้นเรียกว่าทฤษฎีเงินเฟ้อ อัตราเงินเฟ้อระบุว่าพลาสมาร้อนของเอกภพเริ่มต้นเกิดการขยายตัวที่รวดเร็วและรุนแรงในช่วง 10 -32 วินาทีแรก การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่วัดโดย CBI นั้นมีขนาดเล็กเท่ากับ 10 ล้านส่วนขององศา
ด้วยการวางแผนการกระจายอุณหภูมิยอดนักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าข้อมูล CBI ที่แม่นยำนั้นสอดคล้องกับภาวะเงินเฟ้ออย่างสมบูรณ์และยืนยันการค้นพบก่อนหน้านี้โดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในเดือนเมษายนปี 2000 ทีมนักวิทยาศาตร์ระหว่างประเทศนำโดย Andrew Lange ของ Caltech ประกาศหลักฐานที่น่าสนใจครั้งแรกว่าเอกภพนั้นแบน - นั่นคือรูปทรงเรขาคณิตของมันคือเส้นขนานนั้นจะไม่มาบรรจบกันหรือแยกออกจากกัน ทีมของ Lange สังเกตที่ความถี่ที่แตกต่างจาก CBI โดยใช้บอลลูนความสูงสูงบินผ่านแอนตาร์กติกา
ตั้งแต่นั้นมาทีมอื่นอีกสองทีมที่ใช้วิธีการอิสระได้เปิดเผยการวิเคราะห์ของพวกเขาเกี่ยวกับอุณหภูมิที่แปรปรวนในหมู่ไมโครเวฟไมโครเวฟ เครื่องมือทั้งสี่ได้ทำการวัดค่าพารามิเตอร์ที่แม่นยำซึ่งนักดาราศาสตร์วิทยาได้ใช้มานานในการอธิบายเอกภพในยุคต้น ชุดข้อมูลแต่ละชุดเสนอเบาะแสใหม่ให้กับรูปแบบของพลาสม่าตัวอ่อนและทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้คำตอบที่ชัดเจน NSF ได้สนับสนุนการทำงานของทั้งสี่ทีมและเครื่องดนตรีของพวกเขาบางทีมเป็นเวลานานกว่า 15 ปี
ห้าเอกสารเกี่ยวกับข้อมูล CBI ถูกส่งไปยัง Astrophysical Journal สำหรับการตีพิมพ์ในวันนี้
CBI ประกอบด้วย 13 เครื่องวัดระยะทางที่ติดตั้งบนแพลตฟอร์มขนาด 6 เมตรซึ่งทำงานที่ความถี่ตั้งแต่ 26 GHz ถึง 36 GHz ตั้งอยู่ในทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดในโลก - Atacama - CBI ใช้ประโยชน์จากความชื้นต่ำที่ระดับความสูง 5,080 เมตร (16,700 ฟุต) NSF ได้ให้การสนับสนุนการวิจัย CBI ตั้งแต่ปี 1995 สภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติชิลีได้จัดทำเว็บไซต์ CBI
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว NSF
